CN104629249A - 一种耐侯玻璃纤维增强abs/pbt合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种耐侯玻璃纤维增强ABS/PBT材料及其制备方法。该玻璃纤维增强ABS/PBT材料由包含以下重量份的组分制成：ABS树脂100份，PBT树脂10～50份，玻璃纤维20-60份，相容剂5～15份，光屏蔽剂0.5～2，份光稳剂0.2-1.0份，润滑剂0.4～1.0份，抗氧剂0.4～1.2份。本发明提供的玻璃纤维增强ABS/PBT材料具有优异的持久耐候性、能够持久的保证浅色制品的颜色稳定性，显著减少光老化后颜色色差，可广泛应用于家电外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种耐侯玻璃纤维增强ABS/PBT材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）因其优良的力学性能，尺寸稳定性，易于加工、着色、后加工方便等特点而被广泛应用于社会生活各领域，是目前产量最大，应用最广泛的聚合物之一。聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）具有无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好、机械强度高等优点以及突出的耐油耐溶剂性。
将ABS与PBT进行共混可以有效改善ABS材料的耐候性、耐油性、耐溶剂性等性能，制得综合性能塑料材料，可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域有着广阔的前景和意义。
但是塑料材料尤其是浅色塑料壳体制品长期暴露在光照条件下、特别是在户外使用时由于长期受到日光（特别是紫外光）照射，发生老化断链，造成性能机械性能下降，材料表面粉化、变色，影响制品的使用、美观。ABS/PBT合金材料，由于ABS中的聚丁二烯含有不饱和双键，老化变色更为突出，从而限制了ABS/PBT合金材料的应用。
目前人们主要通过在聚合物中添加UV吸收剂、炭黑等手段来改善材料的耐候性，其中碳黑作为紫外线屏蔽剂能够很好的改善材料的耐候性，但必须有足够的添加量，无法制得浅色制品，无法满足市场上对浅色外观设计的需求。然而，对于含有玻纤、矿物填料的浅色材料，往往需要非常高含量的UV吸收剂或者涂敷等手段才能解决材料老化变色的问题，直接导致了材料的成本大幅度的上升，难以为市场接受。因此，对于浅色的玻纤增强ABS/PBT材料市场上缺乏一些耐候方面的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种耐侯玻璃纤维增强ABS/PBT及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，该材料由包含以下重量份的组分制成：
所述的ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中丁二烯含量为5-20%。
所述的PBT树脂为聚对苯二甲酸丁二酯，其相对粘度为0.6-1.8。
所述的玻璃纤维为连续玻璃纤维，直径为6-18μm，优选直径为7-11μm。
所述的光屏蔽剂选自纳米二氧化钛或纳米氧化锌中的一种或一种以上
所述的纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛。
所述的光稳剂选自苯并***、二苯甲酮、受阻胺或位阻苯甲酸中的一种或一种以上。
所述的助剂由相容剂、润滑剂、抗氧剂组成；其中相容剂5～15份，润滑剂0.4～1.0份，抗氧剂0.4～1.2份。
所述的相容剂选自马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS-g-MAH）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物（SMA）或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（MBS）中的一种或一种以上。
所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）或双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯（抗氧剂626）中的一种或一种以上。
所述的润滑剂选自硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺（EBS）、PE蜡或硅酮粉中的一种或一种以上。
一种上述耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取100份ABS树脂、10～50份PBT树脂、0.5～2份光屏蔽剂、0.2-1.0份光稳剂5.8-17.2份助剂，经高混机高速混匀；
（2）将步骤（1）中的原料混合均匀后，所得的混合物料和20-60份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，经螺杆挤出机拉条切粒即制得ABS/PBT材料。
所述的步骤（1）中高混机转速为500～700rpm，混合温度为40～80℃，混合时间为3～10min。
所述的步骤（2）中螺杆挤出机为双螺杆挤出机，各区的温度为190～240℃。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本发明提供了一种高耐候ABS/PBT材料及其制备方法，利用无机纳米粒子既能反射、散射又能吸收紫外线具有超高的紫外线屏蔽阻隔能力的特点，所得材料具有更为持久的耐候性，加入无机纳米粒子光屏蔽剂后，材料性能保持率更高，颜色更加稳定，老化前后色差明显减小，可满足户外使用的需求，同时无机纳米粒子为白色粉体，不影响材料配色，可以制得颜色稳定的浅色制品，克服了碳黑作为光屏蔽剂只能制的黑色制品的缺陷，且价格更为经济，极大的扩展了ABS/PBT材料的应用范围，可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
以下实施例中ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，PBT树脂为聚对苯二甲酸乙二酯。
实施例1
（1）按表1中组成比例称取ABS、PBT、相容剂、光屏蔽剂、抗氧剂、光稳剂、润滑剂，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为500rmp，混合温度为80℃，混合3min混合均匀；
（2）将混合物料和玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度（自喂料口至挤出机模头）分别为210℃，225℃，230℃，240℃，235℃，挤出机拉条切粒即可得到ABS/PBT材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为225℃。挤出好的样条在50%相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表1。
实施例2
（1）按表1中组成比例称取ABS、PBT、相容剂、光屏蔽剂、抗氧剂、光稳剂、润滑剂，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为700rmp，混合温度为40℃，混合6min混合均匀；
（2）将混合物料和玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度（自喂料口至挤出机模头）分别为200℃，210℃，225℃，235℃，230℃，挤出机拉条切粒即可得到ABS/PBT材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为225℃。挤出好的样条在50%相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表1。
实施例3-4
（1）按表1中组成比例称取ABS、PBT、相容剂、光屏蔽剂、抗氧剂、光稳剂、润滑剂，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为600rmp，混合温度为60℃，混合10min混合均匀；
（2）将混合物料和玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度（自喂料口至挤出机模头）分别为190℃，200℃，215℃，225℃，235℃，挤出机拉条切粒即可得到ABS/PBT材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为225℃。挤出好的样条在50%相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表1。
比较例1
（1）按表1中组成比例称取ABS、PBT、相容剂、光屏蔽剂、抗氧剂、光稳剂、润滑剂，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为700rmp，混合温度为40℃，混合6min混合均匀；
（2）将混合物料和玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度（自喂料口至挤出机模头）分别为200℃，210℃，225℃，235℃，230℃，挤出机拉条切粒即可得到ABS/PBT材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为225℃。挤出好的样条在50%相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表1。
表1
由上表1可知，本发明所制备的高耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，通过加入无机纳米粒子作为光屏蔽剂，来改善材料的持久耐候性。加入无机纳米粒子后，老化前后，材料性能保持率显著提高，由29.2%提高到70%以上，颜色更加稳定，色差明显减小，168h紫外老化色差由17.8降低到4.06，持久耐候性提高显著，极大的扩展了玻璃纤维增强ABS/PBT材料的应用范围，可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，其特征在于：该材料由包含以下重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，其特征在于：所述的ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中丁二烯含量为5-20%。
3.根据权利要求1所述的耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，其特征在于：所述的PBT树脂为聚对苯二甲酸丁二酯，其相对粘度为0.6-1.8。
4.根据权利要求1所述的耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为连续玻璃纤维，直径为6-18μm，优选直径为7-11μm。
5.根据权利要求1所述的耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，其特征在于：所述的光屏蔽剂选自纳米二氧化钛或纳米氧化锌中的一种或一种以上；其中所述的纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，其特征在于：所述的光稳剂选自苯并***、二苯甲酮、受阻胺或位阻苯甲酸中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，其特征在于：所述的助剂由相容剂、润滑剂、抗氧剂组成；其中相容剂5～15份，润滑剂0.4～1.0份，抗氧剂0.4～1.2份。
8.根据权利要求7所述的耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料，其特征在于：所述的相容剂选自马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或一种以上；
或所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或一种以上；
或所述的润滑剂选自硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、PE蜡或硅酮粉中的一种或一种以上。
9.一种权利要求1-8中任一所述的耐候玻璃纤维增强ABS/PBT材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）称取100份ABS树脂、10～50份PBT树脂、0.5～2份光屏蔽剂、0.2-1.0份光稳剂5.8-17.2份助剂，经高混机高速混匀；
（2）将步骤（1）中的原料混合均匀后，所得的混合物料和20-60份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，经螺杆挤出机拉条切粒即制得ABS/PBT材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中高混机转速为500～700rpm，混合温度为40～80℃，混合时间为3～10min；
或所述的步骤（2）中螺杆挤出机为双螺杆挤出机，各区的温度为190～240℃。
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